一种双行星排混合动力系统的制作方法

本实用新型涉及一种插电式混合动力汽车的动力系统领域，特别涉及一种双行星排混合动力车辆驱动系统。

背景技术：

当前国家大力发展节能与新能源汽车，这一举措有效缓解能源压力，并有助于环境改善。混联式混合动力汽兼备串联式和并联式混合动力汽车的特点，具有较高的能量利用率和传动效率，是理想的混合动力汽车结构方案。evt(electricalvariabletransmission)混联式混合动力汽车，它可以实现无级变速功能，将发动机与车轮进行转速和转矩的双解耦，维持发动机工作在最优工作曲线附近，最大限度的提高整车的燃油经济性。

当前混联式混合动力汽车主要采用行星机构作为功率分流装置，如像丰田ths系统和通用ahs系统。丰田的ths系统采用了单行星排结构，属于输入式功率分流模式，ths系统结构简单，控制容易，并且可以实现电子无级变速(evt)功能。但ths系统的驱动电机与输出件齿圈相连，对其性能要求较高，为了满足良好得动力性，需选用功率等级较高的电机，结果增加了整车成本和安装的困难程度。通用公司的ahs系统多数采用三排行星齿轮机构进行功率分流，需要控制多个离合器、锁止器进行模式切换，导致其结构复杂、控制难度大。

本实用新型提出的一种双行星排混合动力车辆驱动系统结合了发动机驱动模式、混合动力模式以及复合功率分流模式，不仅能增加混合动力系统的效率，避免寄生功率的产生，改善车辆的经济性，还能提高车辆在平直路面的加速性能和爬坡性能；除此之外，还可以实现纯电动模式和再生制动模式，进一步改善系统的燃油经济性。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服目前单模混合动力系统在低速时的爬坡能力有限和高速区的传动效率较低的问题，属于一种双行星排混合动力系统。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的，结合附图1：

所述的一种双行星排混合动力系统，包括前行星排、后行星排、cl1离合器2、cl2离合器8以及cl3双面三态离合器9；

所述前行星排包括前排行星架动力输入轴1、前排行星轮3、前后排齿圈4、前排太阳轮及轴11；

所述后行星排包括前后排齿圈4、后排行星轮5、后排行星架动力输出端7、后排太阳轮10；

所述cl1离合器2可以实现前排行星架动力输入轴1的锁止；

所述cl2离合器8可以实现后排太阳轮10的锁止；

所述cl3双面三态离合器9可以在前排太阳轮及轴11往复滑动，向左滑动实现前排太阳轮及轴11与后排太阳轮10的锁止结合，向右滑动实现前排太阳轮及轴11的锁止；

所述前排行星架动力输入轴1左端与发动机相连；

所述前后排齿圈4与二号电机输出轴及齿圈6外啮合；

所述二号电机输出轴及齿圈6右端与二号电机相连；

所述前排太阳轮及轴11右端与一号电机相连；

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本实用新型所述的一种双行星排混合动力系统可以通过控制三个离合器之间的不同组合状态实现多种驱动模式，包括纯电动模式、发动机驱动模式、混合动力模式以及复合功率分流模式。该混合动力系统与其他可以实现同等功能的系统构型相比具有构型简单，拆装容易、价格低廉的优点。

2.车辆起步或者处于低速且需求扭矩不大时可以选择纯电动模式，既可以保证零排放也可以提高汽车的经济性。

3.当车速较高或者需求扭矩较大时，可以实现发动机驱动模式，充分发挥发动机的优势，保障车辆动力性；

4.本实用新型所述的一种双行星排混合动力系统在车辆处于高速时可以选择复合功率分流模式，保持车辆的动力传递效率维持在较高水平，提高整车的经济性，减少尾气排放。

5.本实用新型所述的一种双行星排混合动力系统传动效率高，调速范围大，应用范围广。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本实用新型所述的一种双行星排混合动力系统构型示意图；

图2为本实用新型所述的一种双行星排混合动力系统纯电动模式下二号电机驱动的结构等效示意图及杠杆图；

图3为本实用新型所述的一种双行星排混合动力系统纯电动模式下一号电机驱动的结构等效示意图及杠杆图；

图4为本实用新型所述的一种双行星排混合动力系统纯电动模式下双电机驱动的结构等效示意图及杠杆图；

图5为本实用新型所述的一种双行星排混合动力系统发动机驱动的结构等效示意图及杠杆图；

图6为本实用新型所述的一种双行星排混合动力系统混合动力驱动的结构等效示意图及杠杆图；

图7为本实用新型所述的一种双行星排混合动力系统复合功率分流模式下的结构等效示意图及杠杆图；

图8为本实用新型所述的一种双行星排混合动力系统再生制动模式下的结构等效示意图及杠杆图；

图中：1.前排行星架动力输入轴，2.cl1离合器，3.前排行星轮，4.前后排齿圈，5.后排行星轮，6.二号电机输出轴及齿圈，7.后排行星架动力输出端，8.cl2离合器，9.cl3双面三态离合器，10.后排太阳轮，11.前排太阳轮及轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1，本实用新型提供了一种双行星排混合动力系统，所述的一种双行星排混合动力系统包括前行星排、后行星排、cl1离合器2和cl2离合器。

参阅图1，所述的前行星排包括前排行星架动力输入轴1、前排行星轮3、前后排齿圈4、前排太阳轮及轴11。

参阅图1，所述后行星排包括前后排齿圈4、后排行星轮5、后排行星架动力输出端7、后排太阳轮10。

参阅图1，前排太阳轮及轴11的齿轮部分与前排行星轮3外啮合；前后排齿圈4与前排行星轮3内啮合。

参阅图1，后排太阳轮10的齿轮部分与后排行星轮5外啮合；前后排齿圈4与后排行星轮5内啮合。

参阅图1，cl1离合器2可以实现前排行星架动力输入轴1的锁止功能。

参阅图1，cl2离合器8可以实现后排太阳轮10的锁止功能。

参阅图1，cl3双面三态离合器9可以在前排太阳轮及轴11往复滑动，向左滑动实现前排太阳轮及轴11与后排太阳轮10的锁止结合，向右滑动实现前排太阳轮及轴11的锁止功能。

参与图1，所述二号电机输出轴及齿圈6右端与二号电机相连。

参阅图1，所述前排太阳轮及轴11右端与一号电机相连。

工作原理与工作模式划分

参阅图1，所述的一种双行星排混合动力系统有三个动力输入，分别是发动机、一号电机和二号电机，发动机从前排行星架动力输入轴1输入动力，一号电机从前排太阳轮及轴11输入动力，二号电机从二号电机输出轴及齿圈6输入动力。

1、纯电动模式

纯电动模式根据cl1离合器、cl2离合器以及cl3双面三态离合器的结合与分离可以分为单电机纯电动模式1、单电机纯电动模式2和双电机纯电动模式。

(1)单电机纯电动模式1

参阅图2，纯电动模式主要用于启动车辆和低速巡航，在单电机纯电动模式1中，只有二号电机工作，此时cl2离合器使后排太阳轮锁止，cl1离合器处于未工作状态，cl3双面三态离合器处于中间状态，由动力电池供电，二号电机提供动力。动力从后排齿圈输入，由后排行星架输出，行星架将动力传递给动力输出轴，最终将动力输出到车轮。

(2)单电机纯电动模式2

参阅图3，在单电动机纯电动模式2中，只有一号电机工作，此时cl2离合器使后排太阳轮锁止，cl1离合器使前排行星架动力输入轴锁止，cl3双面三态离合器处于中间状态，由动力电池供电，一号电机提供动力。动力从前排太阳轮输入，途径前后排齿圈，由后排行星架输出，行星架将动力传递给动力输出轴，最终将动力输出到车轮。

(3)双电动机纯电动模式

参阅图4，在双电动机纯电动模式中，一号电机和二号电机都参与工作，此时cl1离合器和cl2离合器处于未工作状态，cl3双面三态离合器使前排太阳轮与后排太阳轮锁止，由动力电池供电，一号电机和二号电机提供动力。动力分别从前排太阳轮输入和后排齿圈输入，途径前后排齿圈，由后排行星架输出，行星架将动力传递给动力输出轴，最终将动力输出到车轮。

2、发动机驱动模式

参阅图5，在发动机驱动模式中，cl2离合器使后排太阳轮锁止，cl1离合器处于未工作状态，cl3双面三态离合器使前排太阳轮锁止。发动机的动力从前排的行星架输入，经过前后排齿圈，通过后排行星架输出，行星架将动力传递给动力输出轴，最终将动力输出到车轮。

3、混合动力模式

参阅图6，在混合动力模式中，cl2离合器使后排太阳轮锁止，cl1离合器、cl3双面三态离合器处于未工作状态，由一号电机、二号电机和发动机同时提供动力。发动机的动力从前排的行星架输入，一号电机的动力从前排太阳轮及轴输入，二号电机动力从二号电机输出轴及齿圈输入，行星架将动力传递给后排行星架输出端，最终将动力输出到车轮。

4、复合功率分流模式

参阅图7，在复合功率分流模式中，cl1离合器和cl2离合器处于未工作状态，cl3双面三态离合器使前排太阳轮与后排太阳轮锁止。发动机的动力从前排的行星架输入，一号电机的动力从前排太阳轮及轴输入，动力从后排行星架动力输出端输出，最终将动力输出到车轮。二号电机耦合在后排齿圈处，提供助力。

5、再生制动模式

参阅图8，在再生制动模式下，cl2离合器使后排太阳轮锁止，cl1离合器处于未工作状态，cl3双面三态离合器处于中间状态。如果汽车处于非紧急制动的情况、车速高于某一限定值、并且此时的需求制动转矩小于二号电机所能提供的最大制动转矩时，制动力全部由二号电机提供，将机械能转化成电能，并将其储存在电池中；如果汽车处于非紧急制动的情况、车速高于某一限定值、并且此时的制动转矩大于二号电机所能提供的最大制动转矩，制动力中的一部分由二号电机提供，将机械能转化成电能，并将其存储在电池中，制动力中的另一部分由传统的机械制动来提供。